104量子比特量子计算机模拟强子化与弦断裂
近日,劳伦斯伯克利国家实验室研究员安东尼·恰瓦雷拉通过云端远程访问IBM量子计算机,成功在104个量子比特上模拟了粒子物理中的关键过程——强子化现象中的弦断裂机制。该研究发表于学术期刊《物理评论D》。强子化是夸克通过强核力结合形成强子的物理过程,底层规律由量子色动力学描述。因量子纠缠呈指数级增长,传统超算在精确模拟时遭遇算力瓶颈。恰瓦雷拉团队利用IBM Heron处理器,结合重夸克近似与自研的变分量子求解器,将量子比特稳定至真空态,并在简化的一维模型中完成计算。结果表明,该量子模拟成功复现了经典超算数据,并首次揭示胶子弦在断裂前于有限温度下呈现气化特征。此项突破验证了现有量子硬件的运算潜力,证实了量子计算机在处理多体量子系统时的天然优势。研究为未来利用量子技术突破经典算力极限、解析高能对撞机微观物理机制奠定重要基础。
